La distillazione a membrana incontra la nanofotonica: nasce così uno dei più efficienti sistemi di potabilizzazione dell’acqua marina
Ottenere acqua potabile da quella di mare praticamente ovunque, anche in aree dove non è presente la rete elettrica. Questa la promessa che fa il nuovo desalinatore solare portatile realizzato dalla Rice University, in Texas. Il sistema utilizza una combinazione di tecnologia di distillazione a membrana e nanofotonica per trasformare l’acqua salata in acqua potabile solo con l’aiuto della luce del sole.
“La dissalazione solare diretta potrebbe essere una svolta per quel miliardo di persone che non hanno accesso all’acqua potabile”, spiega ha detto Qilin Li, scienziata del Center for Nanotechnology Enabled Water Treatment (NEWT), il centro di ingegneria da cui è nato il progetto. “Questa tecnologia offgrid è in grado di fornire abbastanza acqua pulita per un uso familiare con un ingombro ridotto, ma può essere scalata per procurare acqua potabile anche a comunità più ampie”.
Desalinatore solare, tra tradizione innovazione
Il metodo più antico per ottenere la desalinizzazione è la distillazione. Si fa bollire l’acqua salata e il vapore viene catturato e fatto passare attraverso una spirale di condensazione. Il sistema richiede un’infrastruttura complessa ed è energeticamente inefficiente a causa della quantità di calore necessaria.
Le cose cambiano leggermente con la distillazione a membrana dove acqua salata calda (senza bisogno di bollirla) viene fatta fluire su un lato di una membrana porosa idrofobica e di acqua fredda sull’altro. Il gradiente termico che si crea determina la formazione di una differenza di pressione parziale tra le due facce che spinge il vapore attraverso i pori. I consumi energetici sono ridotti rispetto al metodo tradizionale, ma ancora significativi.
È qui che entra in gioco la nanofotonica: il desalinatore solare della NEWT integra nella architettura della membrana nanoparticelle ingegnerizzate che raccolgono ben l’80 per cento della luce solare incidente per riscaldare l’acqua e generare vapore. Il sistema è stato testato come proof-of-concept, utilizzando una camera di pochi millimetri di spessore e le dimensioni di tre francobolli e un pannello fotovoltaico. “L’intensità energetica ha raggiunto i 17,5 kilowatt per metro quadrato quando abbiamo utilizzato una lente per concentrare la luce solare di 25 volte, e la produzione di acqua è aumentato a circa sei litri per metro quadrato per ora”, aggiunge Li.
Il team ha già realizzato un sistema molto più grande di circa 70 per 25 centimetri. “Si potrebbero assemblare insieme le unità, proprio come si farebbe con i moduli in un impianto fotovoltaico. A seconda del tasso di produzione di acqua richiesto, si calcola l’area della membrana necessaria. Ad esempio, se avete bisogno di 20 litri all’ora, ed i pannelli producono 6 litri l’ora per metro quadrato, basterebbe ordinare un po’ più di 3 metri quadrati”.
Fonte: Rinnovabili.it, 21 Settembre 2017
